《表4 铜川煤固定床热解反应结果[72](质量分数,%)》

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《煤催化微波热解技术及其碳基吸波催化剂研究进展》


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清华大学Cai等[71]利用热重-红外光谱(TG-FTIR)分析手段,研究了碱金属、碱土金属和过渡金属对褐煤和烟煤常规热解的影响。结果表明,这3种催化剂在褐煤和烟煤热解反应中的催化活性顺序分别为Ni>Fe~Ca>K和Ca~Fe>Ni>K,并且在添加催化剂的条件下,褐煤和烟煤的转化率分别提高了10.1%和6.4%,如图9所示。西北大学马晓迅教授等[72]研究了MoS2和ZnCl2催化剂对5种中国煤加氢热解的影响,发现除邵通煤外,添加催化剂均能提升其他4种煤的最大加氢热解反应速率,并且催化加氢热解的反应活化能要低于非催化加氢热解反应的活化能。在铜川煤催化加氢固定床热解反应中,MoS2和ZnCl2催化剂都提升了反应的转化率,但ZnCl2对液体产物苯、甲苯和二甲苯收率影响较小,而MoS2对二甲苯收率影响显著,如表4所示。他们又利用制备的MxOy/USY双功能催化剂对神东煤快速热解产物进行了调控[73],MxOy分别为NiO、Fe2O3、Co3O4和MoO3。结果表明,过渡金属氧化物强化了USY分子筛裂解性,从而使煤热解液体产物收率降低,气体产物收率提高。同时,负载催化剂显著改变了煤焦油和煤气的组成,其中,煤焦油中脂肪烃、单环芳烃、酚类化合物、含氧化合物的含量增加,而萘类化合物、联苯环化合物的含量减少;煤气中H2收率降低,而CO收率增大。中国科学院山西煤化所曲旋等[74]发现Co-Ca催化剂在煤热解过程中具有催化解聚和加氢作用,从而导致煤焦油、CH4气体和高气化反应活性焦收率的增加。同时,他们还发现单独Co-Ca或H2条件下,很难将凝聚的芳香环中C C键断裂,但将两者联合起来则具有优异的断键能力。美国怀俄明州立大学Fan等[75]研究了Na-Fe复合物催化剂对美国PRB煤的热解特性影响,他们发现原煤添加4%FeCO3时,原煤转化率最高,达50.57%。通过动力学模型计算发现,Na-Fe复合物不仅能提高产物选择性,而且能降低煤热解反应活化能,使反应更容易发生。除以上研究以外,还有学者研究了Ca(OH)2催化剂对低变质煤蒸汽气化的影响[76]、通过Co催化剂热解廉价煤焦油制备高收率、大径高比的碳纳米管[77]和Na2CO3催化剂对准东煤CO2气化反应的影响[78]等。